И сервомотор, и шаговый двигатель — электрические двигатели постоянного тока. Высокий крутящий момент при блокировке (или запуске) делает их одними из самых часто используемых двигателей для роботов и специализированных машин. Эти двигатели также применяются для управления осями фрезерных станков с ЧПУ.
Шаговый двигатель
Шаговый двигатель лучше подходит для небольших операций обработки. Его простая конструкция облегчает производство и обеспечивает надежность.
Однако если силы, воздействующие на ротор, превышают максимально допустимый крутящий момент двигателя (значение в Н·м, указанное производителем), возникает явление пропуска шагов: двигатель непреднамеренно смещается, и внутри слышны небольшие «краки».
Если вы фрезеруете заготовку из достаточно твердого материала и скорости подачи вашего фрезерного станка настроены неправильно, шаговые двигатели, приводящие в движение ваши оси, будут подвержены пропускам шагов. То же самое произойдет, если скорости и ускорения перемещений ваших осей слишком высоки.
Проблема в том, что в ходе длительного процесса обработки суммирование последовательных пропусков шагов приводит к большим смещениям по осям вашего фрезерного станка. Фреза будет вести обработку не в изначально предусмотренном месте, и конечное изделие окажется непригодным.
Для фрезерования небольших деталей и коротких процессов в мягких материалах шаговых двигателей достаточно. Но для изготовления крупных деталей они уже не подходят.
Сервомотор
Сервомотор устроен как шаговый двигатель, но отличается тем, что дополнительно оснащен энкодером. Он позволяет непрерывно измерять скорость вращения ротора. Благодаря этому система управления может определить, полностью ли выполнена команда на вращение. В случае пропуска шага можно понять, что двигатель повернулся меньше, чем было запланировано, и сразу скорректировать движение. Таким образом, удается избежать смещений в процессе обработки.
Поэтому сервомотор не подвержен эффекту пропуска шагов и лучше подходит для фрезерования больших размеров. Фрезерный станок, оснащенный сервомоторами, выдерживает высокие ускорения и высокие скорости перемещения осей, сохраняя при этом точность позиционирования. Поэтому их рекомендуют для изготовления крупных деталей, требующих высокой точности.